Ga–Doped Pt–Ni Octahedral Nanoparticles as a Highly Active and Durable Electrocatalyst for Oxygen Reduction Reaction

电催化剂 催化作用 纳米颗粒 电解质 材料科学 八面体 双金属片 质子交换膜燃料电池 化学工程 无机化学 纳米技术 化学 电化学 电极 结晶学 物理化学 晶体结构 有机化学 工程类
作者
Jeonghoon Lim,Hyeyoung Shin,MinJoong Kim,Ho‐In Lee,Kug‐Seung Lee,YongKeun Kwon,DongHoon Song,SeKwon Oh,Hyungjun Kim,EunAe Cho
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:18 (4): 2450-2458 被引量:164
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.8b00028
摘要

Bimetallic PtNi nanoparticles have been considered as a promising electrocatalyst for oxygen reduction reaction (ORR) in polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) owing to their high catalytic activity. However, under typical fuel cell operating conditions, Ni atoms easily dissolve into the electrolyte, resulting in degradation of the catalyst and the membrane-electrode assembly (MEA). Here, we report gallium-doped PtNi octahedral nanoparticles on a carbon support (Ga–PtNi/C). The Ga–PtNi/C shows high ORR activity, marking an 11.7-fold improvement in the mass activity (1.24 A mg Pt –1 ) and a 17.3-fold improvement in the specific activity (2.53 mA cm –2 ) compared to the commercial Pt/C (0.106 A mg Pt –1 and 0.146 mA cm –2 ). Density functional theory calculations demonstrate that addition of Ga to octahedral PtNi can cause an increase in the oxygen intermediate binding energy, leading to the enhanced catalytic activity toward ORR. In a voltage-cycling test, the Ga–PtNi/C exhibits superior stability to PtNi/C and the commercial Pt/C, maintaining the initial Ni concentration and octahedral shape of the nanoparticles. Single cell using the Ga–PtNi/C exhibits higher initial performance and durability than those using the PtNi/C and the commercial Pt/C. The majority of the Ga–PtNi nanoparticles well maintain the octahedral shape without agglomeration after the single cell durability test (30,000 cycles). This work demonstrates that the octahedral Ga–PtNi/C can be utilized as a highly active and durable ORR catalyst in practical fuel cell applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
寻梦发布了新的文献求助10
1秒前
li关闭了li的文献求助
2秒前
2秒前
在水一方的应助被vv采纳,获得10
2秒前
Franklin发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
小蘑菇的应助被无情的人达采纳,获得10
4秒前
Hello的应助被xudonghui采纳,获得10
5秒前
6秒前
7秒前
7秒前
乐观碧彤发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
orixero的应助被Max采纳,获得10
8秒前
9秒前
MQZ发布了新的文献求助10
9秒前
lulalaer完成签到,获得积分20
9秒前
ZYN完成签到 ,获得积分10
10秒前
12秒前
12秒前
共享精神的应助被舒心的荣轩采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
lulalaer发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
林间发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
xudonghui完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
17秒前
18秒前
妃子发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
从自在到自觉:中华民族观念形成研究:全二册 800
Guidelines for fracture-safe and fatigue-reliable design of steel structures 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 510
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7999050
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9452731
关于积分的说明 21140818
捐赠科研通 7572133
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3380760
关于科研通互助平台的介绍 2513667
邀请新用户注册赠送积分活动 2414647